FR2830660A1 - Liquid crystal display having two transparent sections holding liquid crystal layer with mosaic color filters, glass layer and polarizer having thickness following set relationship - Google Patents
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Abstract
Description
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ECRAN PLAT A CRISTAL LIQUIDE FONCTIONNANT EN MODE
REFLECTIF ET SON PROCEDE DE REALISATION
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un écran plat à cristal liquide fonctionnant en mode réflectif. Elle concerne également un procédé de réalisation d'un tel écran plat. LIQUID CRYSTAL FLAT SCREEN OPERATING IN FASHION
REFLECTIVE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
DESCRIPTION TECHNICAL FIELD
The invention relates to a liquid crystal flat screen operating in reflective mode. It also relates to a method of producing such a flat screen.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Les futurs systèmes portatifs (par exemple téléphones portables, cartes à puces ou encore assistants personnels du futur) intègrent de plus en plus de fonctions. La réalisation de ces systèmes, comme par exemple les assistants personnels du futur, utilisent de nombreuses briques technologiques. Parmi ces briques technologiques on trouve : les écrans à cristal liquide, le système d'exploitation, le microprocesseur, les batteries. Parmi ces composants, les écrans sont ceux qui occupent le plus de surface et leur intégration dans le système est un point important. STATE OF THE PRIOR ART
Future portable systems (eg cell phones, smart cards or personal assistants of the future) are integrating more and more functions. The realization of these systems, such as the personal assistants of the future, use many technological bricks. Among these technological bricks are: liquid crystal displays, operating system, microprocessor, batteries. Among these components, screens are those that occupy the most surface and their integration into the system is an important point.
Le développement en masse de ces objets ne se réalisera que si leur coût diminue ou s'ils permettent des fonctionnalités différentes. The mass development of these objects will be realized only if their cost decreases or if they allow different functionalities.
Aujourd'hui, la majorité des écrans plats en matrice active fonctionnent en mode transmissif, ce qui entraîne une consommation d'énergie non négligeable. Today, the majority of active matrix flat screens operate in transmissive mode, which results in significant energy consumption.
Pour résoudre ce problème, d'autres technologies ont été mises au point. Ces technologies permettent d'obtenir des écrans qui fonctionnent en mode To solve this problem, other technologies have been developed. These technologies make it possible to obtain screens that operate in
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réflectif, mais elles sont beaucoup plus complexes que celles mises en oeuvre pour les écrans transmissifs. reflective, but they are much more complex than those used for transmissive screens.
Un des défis à relever dans le domaine des écrans plats est donc de réaliser des écrans qui consomment moins, à un coût inférieur à celui des d'écrans réflectifs connus. One of the challenges in the field of flat screens is therefore to achieve screens that consume less, at a lower cost than known reflective screens.
Par ailleurs, les écrans plats à cristal liquide sont majoritairement réalisés sur des supports en verre. Le verre présente de nombreux avantages (taille, coût, etc. ). Cependant, il a un principal défaut qui est sa tenue au choc. Les composants ou dispositifs réalisés sur ces supports nécessitent alors l'utilisation de protections supplémentaires pour pouvoir les intégrer dans les systèmes portatifs. Or, pour que l'intégration de ces composants soit maximale, il apparaît intéressant d'intégrer ces composants sur le support définitif. Dans de nombreux cas, ce support peut être avantageusement en plastique. Il serait alors particulièrement intéressant d'obtenir par exemple un écran sur un support plastique qui associe à la fois un faible coût de fabrication, un faible poids et une bonne solidité au choc par comparaison avec le verre. In addition, liquid crystal flat screens are mainly made on glass supports. Glass has many advantages (size, cost, etc.). However, he has one main defect which is his shock resistance. The components or devices made on these supports then require the use of additional protections to be able to integrate them into the portable systems. However, for the integration of these components is maximum, it seems interesting to integrate these components on the final support. In many cases, this support can be advantageously plastic. It would then be particularly advantageous to obtain for example a screen on a plastic support which combines both low manufacturing cost, low weight and good shock resistance compared to glass.
Cette application est particulièrement intéressante pour les téléphones portables de nouvelle génération. This application is particularly interesting for new generation mobile phones.
Or, ces écrans à cristal liquide et à matrice active nécessitent l'utilisation de polariseurs qui sont euxmêmes généralement en matière plastique. De façon avantageuse, il serait très intéressant de pouvoir les utiliser à la fois comme fonction active (polarisation de la lumière) et comme fonction passive (support mécanique souple et robuste). However, these liquid crystal displays and active matrix require the use of polarizers which are themselves generally plastic. Advantageously, it would be very interesting to use them both as active function (polarization of light) and as a passive function (flexible and robust mechanical support).
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De plus, pour les systèmes portatifs, comme par exemple les cartes à puces mais aussi les assistants personnels, il est nécessaire d'avoir également des composants de faible épaisseur, pour des problèmes de poids et de souplesse (pour s'adapter à celle de la carte à puce). In addition, for portable systems, such as smart cards but also personal assistants, it is necessary to also have thin components, for weight and flexibility problems (to adapt to that of microchip).
Dans un autre domaine, on connaît différentes techniques pour reporter des couches d'un support vers un autre support. On peut citer par exemple les techniques divulguées par T. HAMAGUCHI et al. dans Proc. IEDM, 1985, page 688. Ces techniques présentent un grand intérêt car elles permettent de transférer une couche réalisée à partir d'un premier substrat (par exemple de type SOI) vers un autre substrat. Cependant, elles nécessitent la consommation du premier substrat qui est détruit au cours du procédé. De plus, elles ne permettent le transfert homogène d'un film mince que grâce à la présence d'une couche enterrée d'oxyde de silicium qui peut être utilisée comme couche d'arrêt par rapport à une gravure chimique. In another field, different techniques are known for transferring layers from one medium to another medium. For example, the techniques disclosed by T. HAMAGUCHI et al. in Proc. IEDM, 1985, page 688. These techniques are of great interest because they make it possible to transfer a layer made from a first substrate (for example of the SOI type) to another substrate. However, they require the consumption of the first substrate which is destroyed during the process. In addition, they allow the homogeneous transfer of a thin film only through the presence of a buried layer of silicon oxide which can be used as a barrier layer with respect to a chemical etching.
Plus récemment, d'autres techniques ont été proposées pour reporter des transistors TFT (réalisés en polysilicium sur un substrat en verre) sur des substrats en plastique. On peut se référer à ce sujet à l'article de S. UTSUNOMIYA et al. dans Proc. IDS 2000, page 916 ou au document EP-A-0 924 769. Ces méthodes sont basées sur la création d'une couche de séparation sur un substrat (généralement en silicium amorphe) qui, après réalisation de composants sur cette couche, permettra la séparation et le report sur un autre More recently, other techniques have been proposed to report TFT transistors (made of polysilicon on a glass substrate) on plastic substrates. One can refer to this subject in the article by S. UTSUNOMIYA et al. in Proc. IDS 2000, page 916 or EP-A-0 924 769. These methods are based on the creation of a separation layer on a substrate (generally amorphous silicon) which, after production of components on this layer, will allow the separation and postponement on another
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substrat. Dans ce cas, la séparation (ou exfoliation) est obtenue à l'aide d'une irradiation avec de la lumière (typiquement un faisceau type laser). Une telle irradiation est cependant difficile à maîtriser pour les grandes surfaces. En effet, une inhomogénéité d'illumination doit entraîner une exfoliation homogène, ce qui peut conduire à une détérioration du film superficiel. Ceci constitue une difficulté technologique non négligeable. substrate. In this case, the separation (or exfoliation) is obtained using irradiation with light (typically a laser-like beam). Such irradiation is however difficult to control for large areas. In fact, an inhomogeneity of illumination must lead to a homogeneous exfoliation, which can lead to a deterioration of the superficial film. This constitutes a significant technological difficulty.
Parmi les procédés de report, il est également possible d'utiliser les méthodes de transfert de couches minces de matériaux contenant ou pas tout ou partie d'un composant microélectronique. Ces méthodes sont basées sur la création d'une couche fragile enterrée dans un matériau à partir de l'introduction d'une ou plusieurs espèces gazeuses. On peut se référer à ce sujet aux documents FR-A-2 681 472 (correspondant au brevet américain 5 374 564), FR-A-2 748 851 (correspondant au brevet américain 6 020 252), FR-A-2 748 850 (correspondant au brevet américain 6 190 998) et FR-A-2 773 261. Ces procédés sont généralement utilisés avec l'objectif de détacher l'ensemble d'un film d'un substrat initial pour le reporter sur un support. Le film mince obtenu contient alors une partie du substrat. Ces films peuvent servir de couches actives pour la réalisation de composants électroniques ou optiques. En effet, le principal intérêt de ces procédés est qu'ils permettent d'obtenir des films minces de substrats monocristallins sur des supports différents. Ces films peuvent contenir tout ou partie d'un composant. Among the transfer methods, it is also possible to use thin film transfer methods of materials containing or not all or part of a microelectronic component. These methods are based on the creation of a fragile layer buried in a material from the introduction of one or more gaseous species. On this subject, reference can be made to documents FR-A-2 681 472 (corresponding to US Pat. No. 5,374,564), FR-A-2,748,851 (corresponding to US Pat. No. 6,020,252) and FR-A-2,748,850. (corresponding to US Pat. No. 6,190,998) and FR-A-2,773,261. These methods are generally used with the objective of detaching the assembly of a film from an initial substrate for transfer to a support. The thin film obtained then contains a portion of the substrate. These films can serve as active layers for the production of electronic or optical components. Indeed, the main advantage of these methods is that they make it possible to obtain thin films of monocrystalline substrates on different supports. These films may contain all or part of a component.
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EXPOSÉ DE L'INVENTION
Un premier objet de l'invention consiste à transformer un écran plat à cristal liquide, normalement conçu pour fonctionner en mode transmissif, pour lui permettre de fonctionner en mode réflectif de façon à consommer moins d'énergie. Ainsi, il est possible d'utiliser des écrans plats à matrice active de type"Twisted Nematic" (nématique en hélice),"Super Twisted Nematic","Vertically Aligned"et"In Plane Switching"en mode réflectif alors que ces écrans fonctionnent préférentiellement en mode transmissif. STATEMENT OF THE INVENTION
A first object of the invention is to transform a liquid crystal flat screen, normally designed to operate in transmissive mode, to enable it to operate in reflective mode so as to consume less energy. For example, it is possible to use "Twisted Nematic", "Super Twisted Nematic", "Vertically Aligned" and "In Plane Switching" active matrix flat screens in reflective mode while these screens are working. preferentially in transmissive mode.
L'invention permet en outre, dans un mode particulier de réalisation, d'obtenir des écrans sur des supports qui sont souples, robustes, peu chers et qui permettent d'intégrer plus facilement l'écran dans son support définitif. The invention also makes it possible, in a particular embodiment, to obtain screens on supports which are flexible, robust, inexpensive and which make it easier to integrate the screen into its definitive support.
L'invention a donc pour objet un écran plat à cristal liquide fonctionnant en mode réflectif comprenant une couche de cristal liquide d'épaisseur el confinée entre des premiers moyens de confinement transparents et des seconds moyens de confinement transparents, les premiers moyens de confinement transparents possédant une face externe, destinée à recevoir de la lumière incidente à l'écran, et une face interne supportant des premières électrodes transparentes d'application d'un champ électrique au cristal liquide, les seconds moyens de confinement transparents possédant une face externe, supportant un réflecteur destiné à réfléchir de la lumière traversant les seconds moyens de confinement transparents, et une face interne supportant des secondes électrodes The invention therefore relates to a liquid crystal flat screen operating in reflective mode comprising a liquid crystal layer of thickness e confined between first transparent confinement means and second transparent confinement means, the first transparent confinement means possessing an outer face, intended to receive light incident on the screen, and an inner surface supporting first transparent electrodes for applying an electric field to the liquid crystal, the second transparent confinement means having an outer face, supporting a reflector for reflecting light passing through the second transparent confinement means, and an inner face supporting second electrodes
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transparentes d'application d'un champ électrique au cristal liquide, caractérisé par l'une des alternatives suivantes : - soit, les seconds moyens de confinement transparents comprennent, entre leur face interne et leur face externe, une couche formant filtre coloré d'épaisseur e2 et constituée d'une mosaïque d'éléments de largeur l, une couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n et une couche formant polariseur d'épaisseur e4, les paramètres ei, e2, e3, e4 et l étant choisis de sorte que :
- soit, les premiers moyens de confinement transparents comprennent, entre leur face interne et leur face externe, une couche formant filtre coloré constituée d'une mosaïque d'éléments de largeur l, et les seconds moyens de confinement transparents comprennent, entre leur face interne et leur face externe, une couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n et une couche formant polariseur d'épaisseur e4, les paramètres ei, e3, e4 et l étant choisis de sorte que :
transparent application of an electric field to the liquid crystal, characterized by one of the following alternatives: - either, the second transparent confinement means comprise, between their inner face and their outer face, a thick colored filter layer e2 and consisting of a mosaic of elements of width l, a layer of glass or SiO2 of thickness e3 and of refractive index n and a layer forming polarizer of thickness e4, the parameters ei, e2, e3, e4 and l being chosen so that:
or, the first transparent confinement means comprise, between their inner face and their external face, a colored filter layer consisting of a mosaic of elements of width l, and the second transparent confinement means comprise, between their internal face; and their outer face, a layer of glass or SiO 2 with a thickness e 3 and a refractive index n and a polarizer layer with a thickness e 4, the parameters e 1, e 3, e 4 and 1 being chosen so that:
Le réflecteur peut être un film métallique.
Avantageusement, la couche formant polariseur des seconds moyens de confinement transparents est en matière plastique. The reflector may be a metal film.
Advantageously, the polarizer layer of the second transparent confinement means is made of plastic.
De préférence, les premiers moyens de confinement transparents comprennent respectivement, Preferably, the first transparent confinement means comprise, respectively,
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entre leur face interne et leur face externe, une lame de verre et une couche formant polariseur. Cette couche formant polarisateur peut être en matière plastique. between their inner face and their outer face, a glass slide and a polarizer layer. This polarizer layer may be plastic.
Avantageusement, les premiers moyens de confinement transparents ou les seconds moyens de confinement transparents supportent une matrice active associée aux électrodes transparentes supportées par ces moyens de confinements transparents. Advantageously, the first transparent confinement means or the second transparent confinement means support an active matrix associated with the transparent electrodes supported by these transparent confinement means.
L'invention a aussi pour objet un procédé de réalisation d'un écran plat à cristal liquide comprenant une couche de cristal liquide confinée entre des premiers moyens de confinement transparents et des seconds moyens de confinement transparents, le procédé comprenant les étapes suivantes : - réalisation d'une structure comprenant en vis-à-vis lesdits premiers moyens de confinement transparents et un support, lesdits premiers moyens de confinement transparents possédant une face externe à la structure destinée à recevoir de la lumière incidente à l'écran et une face interne à la structure supportant des premières électrodes transparentes d'application d'un champ électrique au cristal liquide, la partie du support située en vis-à-vis des premiers moyens de confinement transparents étant en verre ou en Si02 d'indice de réfraction n et supportant une couche formant filtre coloré d'épaisseur e2 et constituée d'une mosaïque d'éléments de largeur l, la couche formant filtre coloré supportant des secondes électrodes transparentes d'application d'un champ électrique au cristal liquide, une couche de cristal liquide d'épaisseur ei étant confinée entre les The invention also relates to a method for producing a liquid crystal flat screen comprising a liquid crystal layer confined between first transparent confinement means and second transparent confinement means, the method comprising the following steps: a structure comprising vis-à-vis said first transparent confinement means and a support, said first transparent confinement means having a face external to the structure for receiving light incident on the screen and an inner face to the structure supporting first transparent electrodes for applying an electric field to the liquid crystal, the portion of the support facing the first transparent confinement means being made of glass or of Si02 of refractive index n and supporting a colored filter layer of thickness e2 and constituted by a mosaic of elements of width l, the layer f ormant colored filter supporting second transparent electrodes for applying an electric field to the liquid crystal, a liquid crystal layer of thickness ei being confined between the
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premiers moyens de confinement transparents et la couche formant filtre coloré, - amincissement du support pour ne conserver qu'une couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n adjacente à la couche formant filtre coloré, - collage d'une couche formant polariseur d'épaisseur e4 sur la face libre de la couche de verre ou de Si02, les paramètres ei, e2, e3, e4 et l étant choisis de sorte que :
la couche formant filtre coloré, la couche de verre ou de Si02 et la couche formant polariseur constituant lesdits seconds moyens de confinement transparents, - mise en place d'un réflecteur destiné à réfléchir de la lumière traversant les seconds moyens de confinement transparents sur la face libre de la couche formant polariseur. first transparent confinement means and the color filter layer; thinning the support in order to keep only one layer of glass or SiO 2 with a thickness e 3 and a refractive index n adjacent to the colored filter layer; a polarizer layer of thickness e4 on the free face of the glass or SiO 2 layer, the parameters e 1, e 2, e 3, e 4 and 1 being chosen so that:
the color filter layer, the glass or SiO 2 layer and the polarizer layer constituting said second transparent confinement means, - placing a reflector for reflecting light passing through the second transparent confinement means on the face free of the polarizer layer.
Selon une première variante de mise en oeuvre, lors de l'étape de réalisation de la structure, lesdits premiers moyens de confinement transparents utilisés sont des moyens de confinement comprenant respectivement, entre leur face interne et leur face externe, une lame de verre et une couche formant polariseur. Selon une deuxième variante de mise en oeuvre, lors de l'étape de réalisation de la structure, lesdits premiers moyens de confinement transparents utilisés ne comprennent qu'une lame de verre, le procédé comprenant une étape supplémentaire, postérieure à l'étape d'amincissement du support, consistant à disposer un polariseur sur la lame de According to a first variant of implementation, during the step of producing the structure, said first transparent confinement means used are confinement means comprising respectively, between their internal face and their external face, a glass slide and a polarizer forming layer. According to a second variant of implementation, during the step of producing the structure, said first transparent confinement means used comprise only a glass slide, the method comprising an additional step, subsequent to the step of thinning of the support, consisting in arranging a polarizer on the blade of
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verre des premiers moyens de confinement transparents, côté face externe de la structure. glass of the first transparent confinement means, on the external face side of the structure.
L'amincissement du support peut être réalisé par une méthode choisie parmi la rectification, le polissage mécano-chimique et l'attaque chimique. Thinning of the support can be achieved by a method selected from grinding, chemical mechanical polishing and chemical etching.
Selon une variante de réalisation, lors de l'étape de réalisation de la structure, le support utilisé comprend ladite couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n séparée du reste du support par une couche d'arrêt, l'étape d'amincissement du support consistant à éliminer d'abord le reste du support puis à éliminer la couche d'arrêt. L'élimination du reste du support peut être obtenue par attaque chimique. L'élimination de la couche d'arrêt peut être réalisée par gravure chimique. According to an alternative embodiment, during the step of producing the structure, the support used comprises said layer of glass or SiO 2 of thickness e 3 and of refractive index n separated from the rest of the support by a barrier layer , the step of thinning the support consisting of eliminating the rest of the support first and then removing the barrier layer. Removal of the rest of the support can be achieved by etching. The removal of the barrier layer can be carried out by chemical etching.
Selon une autre variante de réalisation, lors de l'étape de réalisation de la structure, le support utilisé comprend ladite couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n séparée du reste du support par une couche de séparation, l'étape d'amincissement du support consistant à éliminer le reste du support jusqu'à la couche de séparation. According to another variant embodiment, during the step of producing the structure, the support used comprises said layer of glass or SiO 2 with a thickness e 3 and a refractive index n separated from the rest of the support by a separation layer , the step of thinning the support consisting of removing the rest of the support to the separation layer.
Si, lors de l'étape de réalisation de la structure, lesdits premiers moyens de confinement font partie d'un substrat épais, le procédé peut comprendre alors en outre une étape d'amincissement de ce substrat épais pour ne conserver que les premiers moyens de confinement. If, during the step of producing the structure, said first confinement means are part of a thick substrate, the method may then further comprise a step of thinning the thick substrate to retain only the first means of containment.
Avantageusement, lors de l'étape de réalisation de la structure, une matrice active est Advantageously, during the step of producing the structure, an active matrix is
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associée aux premières électrodes transparentes ou aux secondes électrodes transparentes. associated with the first transparent electrodes or the second transparent electrodes.
L'invention a encore pour objet un procédé de réalisation d'un écran plat à cristal liquide comprenant une couche de cristal liquide confinée entre des premiers moyens de confinement transparents et des seconds moyens de confinement transparents, le procédé comprenant les étapes suivantes : - réalisation d'une structure comprenant en vis-à-vis lesdits premiers moyens de confinement transparents et un support, lesdits premiers moyens de confinement transparents possédant une face externe à la structure destinée à recevoir de la lumière incidente à l'écran et une face interne à la structure supportant une couche formant filtre coloré constituée d'une mosaïque d'éléments de largeur l, la couche formant filtre coloré supportant des premières électrodes transparentes d'application d'un champ électrique au cristal liquide, la partie du support située en vis-à-vis des premiers moyens de confinement transparents étant en verre ou en Si02 d'indice de réfraction n et supportant des secondes électrodes transparentes d'application d'un champ électrique au cristal liquide, une couche de cristal liquide d'épaisseur ei étant confinée entre les seconds moyens de confinement transparents et la couche formant filtre coloré, - amincissement du support pour ne conserver qu'une couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n supportant les secondes électrodes transparentes, The invention also relates to a method for producing a liquid crystal flat screen comprising a liquid crystal layer confined between first transparent confinement means and second transparent confinement means, the method comprising the following steps: a structure comprising vis-à-vis said first transparent confinement means and a support, said first transparent confinement means having a face external to the structure for receiving light incident on the screen and an inner face to the structure supporting a color filter layer consisting of a mosaic of elements of width l, the color filter layer supporting first transparent electrodes for applying an electric field to the liquid crystal, the part of the support lying in contact with with respect to the first transparent confinement means being made of glass or SiO 2 having a refractive index n and supporting second transparent electrodes for applying an electric field to the liquid crystal, a liquid crystal layer of thickness ei being confined between the second transparent confinement means and the color filter layer, - thinning of the support to conserve a layer of glass or SiO 2 with a thickness e 3 and a refractive index n supporting the second transparent electrodes,
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- collage d'une couche formant polariseur d'épaisseur e4 sur la face libre de la couche de verre ou de Si02, les paramètres ei, es, e4 et l étant choisis de sorte que :
la couche de verre ou de Si02 et la couche formant polariseur constituant lesdits seconds moyens de confinement transparents, - mise en place d'un réflecteur destiné à réfléchir de la lumière traversant les seconds moyens de confinement transparents sur la face libre de la couche formant polariseur. gluing a layer forming a polarizer of thickness e4 on the free face of the layer of glass or SiO 2, the parameters e 1, e 1, e 4 and 1 being chosen so that:
the layer of glass or SiO 2 and the polarizer layer constituting said second transparent confinement means, - placing a reflector for reflecting light passing through the second transparent confinement means on the free face of the polarizer layer .
Selon une première variante de mise en oeuvre, lors de l'étape de réalisation de la structure, lesdits premiers moyens de confinement transparents utilisés sont des moyens de confinement comprenant respectivement, entre leur face interne et leur face externe, la couche formant filtre coloré, une lame de verre et une couche formant polariseur. Selon une deuxième variante de mise en oeuvre, lors de l'étape de réalisation de la structure, lesdits premiers moyens de confinement transparents utilisés ne comprennent qu'une lame de verre et la couche formant filtre coloré, le procédé comprenant une étape supplémentaire, postérieure à l'étape d'amincissement du support, consistant à disposer un polariseur sur la lame de verre des premiers moyens de confinement transparents, côté face externe de la structure. According to a first implementation variant, during the step of producing the structure, said first transparent confinement means used are confinement means comprising respectively, between their internal face and their external face, the colored filter layer, a glass slide and a polarizer layer. According to a second variant of implementation, during the step of producing the structure, said first transparent confinement means used comprise only a glass slide and the colored filter layer, the method comprising an additional, later step at the step of thinning the support, consisting in arranging a polarizer on the glass slide of the first transparent confinement means, on the external face side of the structure.
L'amincissement du support peut être réalisé par une méthode choisie parmi la rectification, le polissage mécano-chimique et l'attaque chimique. Thinning of the support can be achieved by a method selected from grinding, chemical mechanical polishing and chemical etching.
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Selon une variante de réalisation, lors de l'étape de réalisation de la structure, le support utilisé comprend ladite couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n séparée du reste du support par une couche d'arrêt, l'étape d'amincissement du support consistant à éliminer d'abord le reste du support puis à éliminer la couche d'arrêt. L'élimination du reste du support peut être obtenue par attaque chimique. L'élimination de la couche d'arrêt peut être réalisée par gravure chimique. According to an alternative embodiment, during the step of producing the structure, the support used comprises said layer of glass or SiO 2 of thickness e 3 and of refractive index n separated from the rest of the support by a barrier layer , the step of thinning the support consisting of eliminating the rest of the support first and then removing the barrier layer. Removal of the rest of the support can be achieved by etching. The removal of the barrier layer can be carried out by chemical etching.
Selon une autre variante de réalisation, lors de l'étape de réalisation de la structure, le support utilisé comprend ladite couche de verre ou de Si02 d'épaisseur e3 et d'indice de réfraction n séparée du reste du support par une couche de séparation, l'étape d'amincissement du support consistant à éliminer le reste du support jusqu'à la couche de séparation. According to another variant embodiment, during the step of producing the structure, the support used comprises said layer of glass or SiO 2 with a thickness e 3 and a refractive index n separated from the rest of the support by a separation layer , the step of thinning the support consisting of removing the rest of the support to the separation layer.
Si, lors de l'étape de réalisation de la structure, lesdits premiers moyens de confinement font partie d'un substrat épais, le procédé peut comprendre alors en outre une étape d'amincissement de ce substrat épais pour ne conserver que les premiers moyens de confinement. If, during the step of producing the structure, said first confinement means are part of a thick substrate, the method may then further comprise a step of thinning the thick substrate to retain only the first means of containment.
Avantageusement, lors de l'étape de réalisation de la structure, une matrice active est associée aux premières électrodes transparentes ou aux secondes électrodes transparentes. Advantageously, during the step of producing the structure, an active matrix is associated with the first transparent electrodes or the second transparent electrodes.
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BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une structure empilée destinée à la réalisation d'un écran plat à cristal liquide selon l'invention, - la figure 2 représente la structure de la figure 1 dans un stade de réalisation plus avancé, - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un écran plat à cristal liquide selon l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The invention will be better understood and other advantages and particularities will appear on reading the following description, given by way of non-limiting example, accompanied by the appended drawings in which: FIG. 1 is a cross-sectional view of a stacked structure intended for the production of a liquid crystal flat screen according to the invention; FIG. 2 represents the structure of FIG. 1 in a more advanced embodiment; FIG. 3 is a sectional view transverse of a liquid crystal flat screen according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
L'invention consiste à prélever au moins une des parties constituant l'écran plat, qui sont très minces (écran et circuit d'adressage) et qui sont réalisées sur un support rigide en verre, puis à les reporter directement sur un polariseur réflectif, c'est-à-dire un polariseur associé à une fine couche réflective généralement constituée d'un film métallique. On obtient ainsi une distance très faible entre d'une part le plan image constitué de la couche de cristal liquide, elle-même située à quelques dixièmes de micromètre des filtres coloré, et d'autre part le plan réflecteur. Cette proximité rend le DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
The invention consists in taking at least one of the parts constituting the flat screen, which are very thin (screen and addressing circuit) and which are produced on a rigid glass support, and then transfer them directly to a reflective polarizer, that is to say a polarizer associated with a thin reflective layer generally consisting of a metal film. A very small distance is thus obtained between, on the one hand, the image plane consisting of the liquid crystal layer, itself located a few tenths of a micrometer from the colored filters, and on the other hand the reflective plane. This proximity makes the
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système optique obtenu exempt de tout effet de parallaxe visible à l'oeil, sous réserve que soient respectées certaines contraintes géométriques. optical system obtained without any parallax effect visible to the eye, provided that certain geometrical constraints are respected.
La figure 1 est une vue en coupe transversale d'une structure empilée destinée à la réalisation d'un écran plat à cristal liquide selon l'invention. Figure 1 is a cross-sectional view of a stacked structure for the realization of a liquid crystal flat screen according to the invention.
La structure est constituée sur un support 10 comprenant une plaque de verre 11 supportant une première couche 12 et une deuxième couche 13. La plaque de verre 11 est par exemple une plaque de grandes dimensions, telle que celles utilisées pour la fabrication des écrans à cristal liquide. Il peut s'agir d'une plaque du verre 1737 de chez Corning. Sur la plaque 11 est déposée une couche 12 qui servira de couche d'arrêt. La couche 12 peut être en silicium amorphe ou polycristallin et avoir 300 nm d'épaisseur. The structure is constituted on a support 10 comprising a glass plate 11 supporting a first layer 12 and a second layer 13. The glass plate 11 is for example a large plate, such as those used for the manufacture of crystal screens liquid. It may be a 1737 glass plate from Corning. On the plate 11 is deposited a layer 12 which will serve as a barrier layer. The layer 12 may be amorphous silicon or polycrystalline and have 300 nm thick.
Ces matériaux peuvent être déposés par LPCVD. Dans certains cas, avant le dépôt de la couche 12, une couche intermédiaire peut être déposée sur la plaque 11 pour favoriser l'adhérence. Cette couche intermédiaire est par'exemple une couche d'oxyde de silicium. These materials can be deposited by LPCVD. In some cases, before the deposition of the layer 12, an intermediate layer may be deposited on the plate 11 to promote adhesion. This intermediate layer is for example a silicon oxide layer.
La couche 13 est déposée sur la couche 12. The layer 13 is deposited on the layer 12.
Il s'agit par exemple d'une couche d'oxyde de silicium d'épaisseur allant de 0,5 ! lm à 5 ! lm par exemple. La couche 13 est d'une nature proche de celle de la plaque 11. This is for example a layer of silicon oxide with a thickness of 0.5! lm to 5! lm for example. The layer 13 is of a nature close to that of the plate 11.
Sur le support 10, on réalise un écran à cristal liquide de façon identique à celle utilisé sur un substrat standard. Il peut être avantageux de réaliser sur ce type de support au moins tous les On the support 10, a liquid crystal screen is produced in a manner identical to that used on a standard substrate. It may be advantageous to carry out on this type of support at least every
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circuits de commande. Typiquement, cette technologie ne fait pas intervenir de température supérieure à 4000C. control circuits. Typically, this technology does not involve temperatures above 4000C.
La structure obtenue comprend, en superposition sur le support 10, un filtre 2 coloré d'épaisseur e2, constitué d'une mosaïque d'éléments de largeur l, une couche de cristal liquide 3, une lame de verre 4 et une couche 5 formant polariseur et fixée par collage. La lame de verre 4 supporte, côté cristal liquide, un jeu d'électrodes 6. Le filtre coloré 2 supporte, côté cristal liquide, un jeu d'électrodes 7. The structure obtained comprises, superimposed on the support 10, a colored filter 2 of thickness e2, consisting of a mosaic of elements of width l, a liquid crystal layer 3, a glass plate 4 and a layer 5 forming polarizer and fixed by gluing. The glass slide 4 supports, on the liquid crystal side, a set of electrodes 6. The colored filter 2 supports, on the liquid crystal side, a set of electrodes 7.
Une fois la structure réalisée, le support 10 est aminci. Pour obtenir cet amincissement, on peut utiliser une technique, seule ou en combinaison, choisie parmi la rectification, le polissage mécanique, le polissage mécano-chimique, 11attaque chimique en voie humide ou sèche. Par exemple, la plaque 11 peut être rectifiée jusqu'à une épaisseur d'environ 80 Mm et l'amincissement peut être poursuivi au moyen d'une solution de HF. Pour attaquer uniquement la face à amincir, on peut utiliser par exemple un"spin etcher" ou protéger la face avant et les côtés de la structure. Once the structure is completed, the support 10 is thinned. To obtain this thinning, it is possible to use a technique, alone or in combination, chosen from grinding, mechanical polishing, chemical mechanical polishing, wet or dry chemical attack. For example, the plate 11 can be ground to a thickness of about 80 μm and thinning can be continued by means of a solution of HF. To attack only the face to be thinned, it is possible for example to use a "spin etcher" or to protect the front face and the sides of the structure.
Une fois la plaque 11 éliminée, la gravure s'arrête sur la couche 12 en silicium qui n'est pas attaquée par la solution de HF. La couche peut être alors éliminée à l'aide d'une gravure chimique (TMAH, KOH ou autre). Le TMAH est intéressant car il présente une bonne sélectivité d'attaque avec Si02. On obtient la structure représentée à la figure 2. Once the plate 11 has been removed, the etching stops on the silicon layer 12 which is not etched by the HF solution. The layer can then be removed using a chemical etching (TMAH, KOH or other). TMAH is interesting because it has a good attack selectivity with SiO 2. The structure shown in FIG. 2 is obtained.
Dans une variante de réalisation, la couche 5 formant polariseur peut être collée après amincissement du support 10. In an alternative embodiment, the polarizer layer 5 can be glued after thinning of the support 10.
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La figure 3 montre l'écran plat obtenu après le collage d'une couche 8 formant polariseur sur la face libre de la couche 13 et la fixation d'un réflecteur 9 sur la face libre de la couche 8, le dispositif peut alors fonctionner en mode réflectif. FIG. 3 shows the flat screen obtained after the bonding of a layer 8 forming a polarizer on the free face of the layer 13 and the attachment of a reflector 9 on the free face of the layer 8, the device can then operate in reflective mode.
La condition pour ne pas avoir d'effet de parallaxe visible s'exprime par la relation suivante :
avec : el épaisseur du cristal liquide 3, e2 épaisseur du filtre coloré 2, e3 épaisseur de la couche 13, e4 épaisseur de la couche 8, n indice de réfraction de la couche 13,
1 largeur d'un élément du filtre coloré 2. The condition for not having a visible parallax effect is expressed by the following relation:
with: the thickness of the liquid crystal 3, e2 the thickness of the colored filter 2, e3 the thickness of the layer 13, e4 the thickness of the layer 8, n the refractive index of the layer 13,
1 width of a colored filter element 2.
L'épaisseur e4 de la couche 8 formant polariseur peut être de 5 m. L'épaisseur e2 du filtre coloré 2 peut être de 1 m et la largeur 1 d'un élément
peut être de 50 m. Le filtre coloré 2 peut supporter des électrodes transparentes 7 en ITO d'environ 0, 1 m d'épaisseur. La couche de cristal liquide 3 peut avoir une épaisseur ei de 5 Mm. The thickness e4 of the polarizer layer 8 may be 5 m. The thickness e2 of the color filter 2 may be 1 m and the width 1 of an element
can be 50 m. The color filter 2 can support transparent electrodes 7 of ITO about 0.1 m thick. The liquid crystal layer 3 may have a thickness ei of 5 Mm.
Dans ces conditions, si l'indice de réfraction n de la couche 13 vaut 1,4, l'épaisseur e3 de la couche 13 doit être inférieure à 9 m. Under these conditions, if the refractive index n of the layer 13 is 1.4, the thickness e3 of the layer 13 must be less than 9 m.
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